一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统，其中方法包括一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，包括如下步骤：S1、应力检测：采用应力检测公式对船舶的船头、船中和船尾的缆绳进行应力检测，S2、推导缆绳的最大拉力Fmax，S3、根据缆绳拉力节点数值，确定缆绳的实际拉力Factual，并计算缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax；本发明专利技术技术可以实时测量缆绳的紧力状态，减少了人为误判和漏判的可能性，提高了船舶工作的安全性；二、提高了工作效率：传统技术需要人工观察和调整缆绳的状态，而本发明专利技术技术可以通过自动控制缆绳紧力，提高了工作的效率和准确性。提高了工作的效率和准确性。提高了工作的效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统


[0001]本专利技术涉及海事船舶水运生产及安全
，特别涉及一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统。

技术介绍

[0002]船舶靠泊期间，潮汐起伏、船舶装卸载船体起伏对缆绳紧力的动态变化，使得缆绳受力动态变化，人员根据缆绳的松紧人为凭经验调节，时间、紧力不可控，极易发生过渡松缆，船舶受潮水影响，开裆距离大，对缆绳的冲击，缆绳崩断，船舶在航道漂移导致的碰撞事故的发生。
[0003]为此，提出一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法及系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择；
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其中自动调整方法包括如下：
[0006]缆绳紧力反馈器模块安装：在船舶缆绳上安装压力传感器和绞缆调整机构，将它们连接到缆绳紧力反馈器模块中。
[0007]缆绳紧力反馈器模块校准：使用标准校准器校准压力传感器，以确保测量精度。
[0008]系统电源连接：将缆绳紧力反馈器模块、无线控制模块和西门子PLC控制器的电源连接好。
[0009]系统连接：将无线控制模块连接到西门子PLC控制器中。
[0010]船舶缆绳操作室安装：安装终端、云端操作模块和报警模块，并将它们连接好。
[0011]船舶缆绳操作室连接：将船舶缆绳操作室中的终端连接到西门子PLC控制器中。
[0012]缆绳紧力反馈器模块测量：当缆绳开始工作时，压力传感器测量缆绳的张力，并将结果传输给绞缆调整机构。
[0013]缆绳紧力调整：绞缆调整机构根据测量结果控制缆绳的张力，使其保持在一个合适的范围内。
[0014]缆绳受力状态判断：根据之前的判断标准，判断缆绳的受力状态。如果缆绳受力正常，可以继续工作；如果缆绳受力预警，需要注意监控缆绳状态；如果缆绳受力过大，需要停止工作并进行检查；
[0015]一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，具体包括如下步骤：
[0016]S1、应力检测：采用应力检测公式对船舶的船头、船中和船尾的缆绳进行应力检测，其中，应力检测公式：
[0017]σ＝M*y/I
[0018]σ：缆绳应力(Pa)；M：缆绳弯矩(N
·
m)；y：缆绳截面上任一点到中性轴的距离(m)；
I：缆绳截面的惯性矩(m4)
[0019]S2、推导缆绳的最大拉力Fmax，采用如下公式：
[0020]Fmax＝(σs/n)*π*d^2/4
[0021]n：缆绳的安全系数；σs：缆绳材质的抗拉强度；D：缆绳直径；
[0022]S3、根据缆绳拉力节点数值，确定缆绳的实际拉力Factual，并计算缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax，并根据所述比值执行如下操作：
[0023]比值小于1，继续工作；
[0024]比值大于或等于1，停止工作。
[0025]优选的，所述S1中，采用缆绳紧力反馈器对缆绳进行应力检测，其中：
[0026]所述缆绳紧力反馈器包括压力传感器和绞缆调整机构；
[0027]所述压力传感器用于检测缆绳的张紧度；
[0028]所述绞缆调整机构用于松紧或收放缆绳的张紧度。
[0029]优选的，所述绞缆调整机构在调整绞缆张紧度时，采用PLC控制器控制绞缆装置的启停，并采用无线控制模块与船舶缆绳操作室进行信号交互，其中，信号交互时，包括如下步骤：
[0030]压力传感器通过一个无线控制模块将信号传递至PLC控制器，PLC控制器通过另一个无线控制模块将信号传递至船舶缆绳操作室的终端。
[0031]优选的，所述S3中，在缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax小于1，继续工作时，还包括：
[0032]Factual/Fmax<0.9：缆绳受力正常，继续工作；
[0033]0.9≤Factual/Fmax<1.0：缆绳受力预警，注意控制缆绳状态。
[0034]优选的，计算所述缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax时，还包括如下步骤：
[0035]PLC控制器检测一个或多个船体的前、中、尾部的应力情况，具体包括：
[0036]S1、读取缆绳实际受力Factual和缆绳最大允许受力Fmax；
[0037]S2、计算Factual/Fmax的比值，并将结果存储在变量Ratio中；
[0038]S3、根据变量Ratio执行如下步骤：
[0039]若Ratio小于0.9，则将Warning和Stop信号置为0，表示缆绳受力正常；
[0040]若Ratio大于等于0.9并且小于1.0，则将Warning信号置为1，表示缆绳受力预警，并通过绞缆调整机构对缆绳进行调整，同时不需要停止工作；
[0041]若Ratio大于等于1.0，则将Warning和Stop信号都置为1，表示缆绳受力过大，停止工作并进行检查。
[0042]另一方面，本专利技术还提出了一种船舶缆绳拉力检测及自动调整系统，包括：
[0043]应力检测及调整模块，用于对船舶的船头、船中和船尾的缆绳进行应力检测、调整；
[0044]缆绳最大拉力计算模块，用于计算缆绳最大拉力；
[0045]获取模块，用于获取缆绳的种类以及缆绳的实际拉力；
[0046]比值计算模块，用于计算缆绳实际拉力与最大拉力间的比值，并根据比值自动调整船舶缆绳拉力状态。
[0047]优选的，所述应力检测及调整模块包括缆绳紧力反馈器，缆绳紧力反馈器包括压力传感器和绞缆调整机构；
[0048]所述压力传感器用于检测缆绳的张紧度；
[0049]所述绞缆调整机构用于松紧或收放缆绳的张紧度。
[0050]优选的，还包括无线控制模块，所述无线控制模块用于传输缆绳拉力信号以及缆绳拉力调整信号。
[0051]优选的，还包括报警模块，用于在缆绳拉力超出阈值时，进行示警。
[0052]优选的，还包括云端操作模块，用于将当前船舶缆绳拉力数据与远程终端进行信号传输与存储。
[0053]报警处理：当缆绳的受力状态达到预警或过大时，报警模块会发出警报，提醒操作人员采取必要的措施。
[0054]另一方面，一种船舶缆绳拉力检测及自动调整系统，其中包括如下功能性的步骤：
[0055]S1、缆绳紧力反馈器模块测量：当PLC控制器启动时，会发送指令给缆绳紧力反馈器模块，要求它进行测量。缆绳紧力反馈器模块接收到指令后，会读取压力传感器测量到的缆绳张力值，并将其传输给PLC控制器。
[0056]S2、缆绳紧力调整：PLC控制器会将缆绳张力值与设定的阈值进行比较，如果缆绳张力值大于设定阈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、应力检测：采用应力检测公式对船舶的船头、船中和船尾的缆绳进行应力检测，其中，应力检测公式：σ＝M*y/Iσ：缆绳应力(Pa)；M：缆绳弯矩(N
·
m)；y：缆绳截面上任一点到中性轴的距离(m)；I：缆绳截面的惯性矩(m4)S2、推导缆绳的最大拉力Fmax，采用如下公式：Fmax＝(σs/n)*π*d^2/4n：缆绳的安全系数；σs：缆绳材质的抗拉强度；D：缆绳直径；S3、根据缆绳拉力节点数值，确定缆绳的实际拉力Factual，并计算缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax，并根据所述比值执行如下操作：比值小于1，继续工作；比值大于或等于1，停止工作。2.根据权利要求1所述的一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其特征在于：所述S1中，采用缆绳紧力反馈器对缆绳进行应力检测，其中：所述缆绳紧力反馈器包括压力传感器和绞缆调整机构；所述压力传感器用于检测缆绳的张紧度；所述绞缆调整机构用于松紧或收放缆绳的张紧度。3.根据权利要求2所述的一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其特征在于：所述绞缆调整机构在调整绞缆张紧度时，采用PLC控制器控制绞缆装置的启停，并采用无线控制模块与船舶缆绳操作室进行信号交互，其中，信号交互时，包括如下步骤：压力传感器通过一个无线控制模块将信号传递至PLC控制器，PLC控制器通过另一个无线控制模块将信号传递至船舶缆绳操作室的终端。4.根据权利要求1所述的一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其特征在于：所述S3中，在缆绳拉力与最大拉力Fmax的比值Factual/Fmax小于1，继续工作时，还包括：Factual/Fmax<0.9：缆绳受力正常，继续工作；0.9≤Factual/Fmax<1.0：缆绳受力预警，注意控制缆绳状态。5.根据权利要求3所述的一种船舶缆绳拉力检测及自动调整方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，李建国，房勇，朱政操，
申请(专利权)人：华能太仓港务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：